4

我最近完成了“Unix 环境中的高级编程”（第 3 版）的第 10 节（信号），并且遇到了一段我不完全理解的代码：

#include "apue.h"

static volatile sig_atomic_t sigflag; /* set nonzero by sig handler */
static sigset_t newmask, oldmask, zeromask;

static void
sig_usr(int signo)  /* one signal handler for SIGUSR1 and SIGUSR2 */
{
    sigflag = 1;
}

void
TELL_WAIT(void)
{
    if (signal(SIGUSR1, sig_usr) == SIG_ERR)
        err_sys("signal(SIGUSR1) error");
    if (signal(SIGUSR2, sig_usr) == SIG_ERR)
        err_sys("signal(SIGUSR2) error");
    sigemptyset(&zeromask);
    sigemptyset(&newmask);
    sigaddset(&newmask, SIGUSR1);
    sigaddset(&newmask, SIGUSR2);

    /* Block SIGUSR1 and SIGUSR2, and save current signal mask */
    if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &newmask, &oldmask) < 0)
        err_sys("SIG_BLOCK error");
}

void
TELL_PARENT(pid_t pid)
{
    kill(pid, SIGUSR2);     /* tell parent we're done */
}

void
WAIT_PARENT(void)
{
    while (sigflag == 0)
        sigsuspend(&zeromask);  /* and wait for parent */
    sigflag = 0;

    /* Reset signal mask to original value */
    if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) < 0)
        err_sys("SIG_SETMASK error");
}

void
TELL_CHILD(pid_t pid)
{
    kill(pid, SIGUSR1);         /* tell child we're done */
}

void
WAIT_CHILD(void)
{
    while (sigflag == 0)
        sigsuspend(&zeromask);  /* and wait for child */
    sigflag = 0;

    /* Reset signal mask to original value */
    if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &oldmask, NULL) < 0)
        err_sys("SIG_SETMASK error");
}

上面的例程用于（您当然知道）使用信号来同步进程。虽然我自己理解每一行，但我看不到（理解）大局。代码本身用于以下场景：为了避免我们程序中的竞争条件，在我们 fork() 之后，我们使子进程 TELL_PARENT 和 WAIT_PARENT，然后我们对父进程执行相同的 TELL_CHILD 和 WAIT_CHILD。我的问题是：

1.) 孩子如何通过变量与父母沟通，而他们都使用自己的变量集（副本）？是因为孩子没有直接修改 sigflag 而是通过信号处理程序（父母也是如此）？2.) 为什么我们需要阻塞 SIGUSR1 和 SIGUSR2 然后用 sigprocmask 解除阻塞？

使用其中三个例程的程序可能是（取自书中）：

#include "apue.h"

static void charatatime(char *);

int
main(void)
{
    pid_t   pid;

    TELL_WAIT();

    if ((pid = fork()) < 0) {
        err_sys("fork error");
    } else if (pid == 0) {
        WAIT_PARENT();      /* parent goes first */
        charatatime("output from child\n");
    } else {
        charatatime("output from parent\n");
        TELL_CHILD(pid);
    }
    exit(0);
}

static void
charatatime(char *str)
{
    char    *ptr;
    int     c;

    setbuf(stdout, NULL);           /* set unbuffered */
    for (ptr = str; (c = *ptr++) != 0; )
        putc(c, stdout);
}

干杯，

4

1 回答 1

4

1）他们不通过“变量”进行通信——这里使用的唯一通信工具是kill函数。我们通过调用来“告诉”事情kill，我们“等待”被告知sigsuspend。sig_flag不是共享的，它是每个进程的本地状态，它表示该特定进程是否已被另一个进程“告知”。

2）如果信号在 之前没有被阻塞fork，父进程可以在子进程开始等待之前将信号发送给子进程。也就是说，时间线可能是这样的：

  • 叉
  • 父母获得时间片，向孩子发送信号kill
  • 孩子获得时间片，并等待信号

但是这个信号已经被传递了，所以无限期地等待。因此，在子进程开始等待循环之前，我们必须确保信号没有传递给子进程。为此，我们先阻塞它fork，然后原子地解除阻塞并开始等待它。原子性是关键；这个操作作为两个独立的步骤执行，无法实现所需的不变量，因为信号可以在两者之间传递。

于 2013-09-10T11:36:22.593 回答